一种爬树摘果子机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种可以爬树的采摘机器人，其包括五个支撑主板、十个车轮、三个减速电机、四个舵机、四个力矩电机、摄像头、机械手臂以及剪断装置等。本发明专利技术通过环绕树干的方式，支持机器人沿树干爬行，用舵机来抱紧树干，以提供足够的轮胎附着力，通过三个减速电机来独立控制三个驱动轮向上爬行。广角摄像头可以捕获到机器人行驶方向较大范围的图像，大范围的寻找果实，然后通过一个三自由度的机械手来靠近果实枝干，最后通过手臂前端的剪断装置来采摘果实。能够实现自动找寻果实，自动接近果实并采摘的功能。

【技术实现步骤摘要】
一种爬树摘果子机器人
本专利技术涉及爬树采摘领域，特别是涉及一种爬树摘果子机器人。
技术介绍
在农业采摘领域，农民对于较高树上的果实，用采摘装置手动对果实进行逐个采摘。农民先在树下观察果实位置，然后将采摘装置靠近果实，手动调整位置，然后手动将枝干剪断，再将果实捡起。采摘装置往往是剪刀或者三抓机械手。这种采摘方式具有一定的缺陷，主要表现在：首先，果实成熟的时候往往天气比较热，工作环境比较差，而且在晴天，向树上望容易伤害眼睛，不利于农民的健康，并且一直仰着头看容易造成疾病，手动调整、手动采摘，让农民手里一直受比较大的力，长时间工作会非常疲惫，生产效率非常低。如果是农民直接爬树进行采摘，则会存在很大的安全隐患。
技术实现思路
为了解决以上问题，本专利技术提供一种爬树摘果子机器人，该机器人为一种机动灵活、运载能力强的爬树和采摘工具，能够实现附着于树干的移动，自主完成在树上采摘果实等功能，为达此目的，本专利技术提供一种爬树摘果子机器人，包括减速电机、支撑主板一、车轮、舵机、支撑主板二、支撑主板三、支撑主板四、支撑主板五、力矩电机、广角摄像头、机械手臂、剪断装置以及控制单元，所述支撑主板二、支撑主板三和支撑主板四均为十字形且前后两端为车轮端左右两端为连接端，所述支撑主板一和支撑主板五均为T字形侧端为连接端前后两万为车轮端，所述支撑主板三的两侧分别有支撑主板一和支撑主板二以及支撑主板四和支撑主板五，所述支撑主板二的两个安装端通过转动副与支撑主板一的安装端及支撑主板三一侧的安装端相连，所述支撑主板四的两个安装端通过转动副与支撑主板五的安装端及支撑主板三另一侧的安装端相连，所述支撑主板一和支撑主板二相连的转动副的转轴安装有舵机一，所述支撑主板二和支撑主板三相连的转动副的转轴安装有舵机二，所述支撑主板三与支撑主板四相连的转动副的转轴安装有舵机三，所述支撑主板四与支撑主板五相连的转动副的转轴安装有舵机四，所述车轮通过转轴安装在对应支撑板的车轮端，各支撑板后端的车轮端一侧安装有减速电机，所述减速电机的输出轴与对应车轮的转轴相连，所述支撑主板三中部有力矩电机一，所述广角摄像头的底座安装在支撑主板三一侧的主体上，所述力矩电机一的的转轴安装有力矩电机二，所述机械手臂一端与力矩电机二转轴相连，所述机械手臂另一端为力矩电机三，所述力矩电机三的转轴安装有剪断装置，各电器设备通过连接线与对应控制单元相连。本专利技术的进一步改进，所述舵机与对应支撑主板通过螺栓连接，所述舵机的转轴与对应支撑主板通过键连接，并用紧固螺钉锁紧。本专利技术的进一步改进，所述力矩电机一与所述机械手臂以及所述力矩电机三与所述剪断装置之间均通过键连接，并用紧固螺钉锁紧。本专利技术的进一步改进，所述减速电机相连接的法兰盘与对应支撑主板通过焊接的方式固定在对应支撑主板上，所述减速电机通过螺栓与对应支撑主板相连接。本专利技术的进一步改进，所述减速电机内有直流电机和行星轮减速器。本专利技术的进一步改进，所述广角摄像头通过一个塑料支架，用螺栓固定在所述支撑主板三上。本专利技术的进一步改进，所述机械手臂由底座、摇臂以及力矩电机二组成，所述力矩电机二的主体刚性连接在底座上，摇臂与力矩电机一的轴通过键连接，并用紧固螺钉锁紧。本专利技术的进一步改进，所述剪断装置包括固定裁剪刀、裁剪刀片和力矩电机四，所述力矩电机四主体刚性连接于固定裁剪刀主体上，所述裁剪刀片与力矩电机四的轴通过键连接，并用紧固螺钉锁紧。本专利技术一种爬树摘果子机器人，一种可爬树摘果子的机器人，共有10个轮子，其中3个为驱动轮，分为五个部分，互相之间由转动副连接，由舵机控制角度，可以环绕在树干上，通过舵机的扭矩转为轮子与树之间的压力以提供驱动轮的附着力。驱动轮由电机独立驱动，可以保证克服重力。在中间的部分装有一个摄像头以找到果子的位置，旁边有一个三自由度的机械手臂，手臂末端有一个剪刀用来剪断果实，每个自由度和剪短动作都通过单独的电机驱动，可以保证在错综复杂的枝干中，机械手足够灵活。附图说明图1是本专利技术的一种爬树采摘机器人的爬树姿态图；其中，1、减速电机，2、支撑主板一，3、车轮，4、舵机一，5、支撑主板二，6、舵机二，7、支撑主板三，8、舵机三，9、支撑主板四，10、舵机四，11、支撑主板五。图2是本专利技术的一种爬树采摘机器人的采摘姿态图；其中，12、力矩电机一，13、力矩电机二，14、广角摄像头，15、机械手臂，16、力矩电机三，17、固定裁剪刀，18、裁剪刀片，19力矩电机四。具体实施方式下面结合附图与具体实施方式对本专利技术作进一步详细描述：本专利技术提供一种爬树摘果子机器人，该机器人为一种机动灵活、运载能力强的爬树和采摘工具，能够实现附着于树干的移动，自主完成在树上采摘果实等功能。如图1、图2所示，一种爬树采摘机器人，其包括车轮3、支撑主板一2、支撑主板二5、支撑主板三7、支撑主板四9、支撑主板五11、减速电机1、舵机、力矩电机、广角摄像头14、机械手臂15、剪断装置以及控制单元。其特征在于，所述主动车轮位于机器人的所述支撑主板一2、所述支撑主板三7、所述支撑主板五11上方，所述从动车轮位于机器人下方和所述支撑主板二5、所述支撑主板四9上方，所述支撑主板一至五（2、5、7、9、11）连接所述主动车轮和所述从动车轮，所述减速电机1位于所述驱动车轮侧面，且所述减速电机1与所述控制单元相连，所述舵机位于所述支撑主板二5和所述支撑主板四9的转动副上，且所述舵机4与所述控制单元相连，所述力矩电机位于所述机械手臂15的各个自由度关节上，且所述力矩电机与所述控制单元相连，所述广角摄像头14位于所述支撑主板三7上，且所述广角摄像头14与所述控制单元相连，所述机械手臂15位于所述支撑主板三7上，所述剪断装置位于所述机械手臂15的末端。本专利技术所述舵机与对应支撑主板通过螺栓连接，所述舵机的转轴与对应支撑主板通过键连接，并用紧固螺钉锁紧。本专利技术所述力矩电机一12与所述机械手臂15以及所述力矩电机三16与所述剪断装置之间均通过键连接，并用紧固螺钉锁紧。本专利技术所述减速电机1相连接的法兰盘与对应支撑主板通过焊接的方式固定在对应支撑主板上，所述减速电机1通过螺栓与对应支撑主板相连接。本专利技术所述减速电机1包括直流电机和行星轮减速器。本专利技术所述广角摄像头14通过一个塑料支架，用螺栓固定在所述支撑主板三7上。本专利技术所述机械手臂15包括底座、摇臂、力矩电机二13组成。力矩电机二13主体刚性连接在底座上，摇臂与力矩电机12的轴通过键连接，并用紧固螺钉锁紧。本专利技术所述剪断装置17-19包括固定裁剪刀17、裁剪刀片18、力矩电机四19，力矩电机四19主体刚性连接于固定裁剪刀17主体上，裁剪刀片18与力矩电机四19的轴通过键连接，并用紧固螺钉锁紧。本专利技术所述控制单元包括直流电源、控制器与导线。通过螺栓固定在所述支撑主板三7上，通过导线连接所述减速电机1、所述舵机4、所述力矩电机一12、所述广角摄像头14。本专利技术提供的一种可爬树摘果子的机器人，共有10个轮子，其中3个为驱动轮，分为五个部分，互相之间由转动副连接，由舵机控制角度，可以环绕在树干上，通过舵机的扭矩转为轮子与树之间的压力以提供驱动轮的附着力。驱动轮由电机独立驱动，可以保证克服重力。在中间的部分装有一个摄像头以找到果子的位置，旁边有一个三自由度的机械本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种爬树摘果子机器人，包括减速电机（1）、支撑主板一（2）、车轮（3）、舵机、支撑主板二（5）、支撑主板三（7）、支撑主板四（9）、支撑主板五（11）、力矩电机、广角摄像头（14）、机械手臂（15）、剪断装置以及控制单元，其特征在于，所述支撑主板二（5）、支撑主板三（7）和支撑主板四（9）均为十字形且前后两端为车轮端左右两端为连接端，所述支撑主板一（2）和支撑主板五（11）均为T字形侧端为连接端前后两万为车轮端，所述支撑主板三（7）的两侧分别有支撑主板一（2）和支撑主板二（5）以及支撑主板四（9）和支撑主板五（11），所述支撑主板二（5）的两个安装端通过转动副与支撑主板一（2）的安装端及支撑主板三（7）一侧的安装端相连，所述支撑主板四（9）的两个安装端通过转动副与支撑主板五（11）的安装端及支撑主板三（7）另一侧的安装端相连，所述支撑主板一（2）和支撑主板二（5）相连的转动副的转轴安装有舵机一（4），所述支撑主板二（5）和支撑主板三（7）相连的转动副的转轴安装有舵机二（6），所述支撑主板三（7）与支撑主板四（9）相连的转动副的转轴安装有舵机三（8），所述支撑主板四（9）与支撑主板五（11）相连的转动副的转轴安装有舵机四（10），所述车轮（3）通过转轴安装在对应支撑板的车轮端，各支撑板后端的车轮端一侧安装有减速电机（1），所述减速电机（1）的输出轴与对应车轮（3）的转轴相连，所述支撑主板三（7）中部有力矩电机一（12），所述广角摄像头（14）的底座安装在支撑主板三（7）一侧的主体上，所述力矩电机一（12）的的转轴安装有力矩电机二（13），所述机械手臂（15）一端与力矩电机二（13）转轴相连，所述机械手臂（15）另一端为力矩电机三（16），所述力矩电机三（16）的转轴安装有剪断装置，各电器设备通过连接线与对应控制单元相连。...

【技术特征摘要】
1.一种爬树摘果子机器人，包括减速电机（1）、支撑主板一（2）、车轮（3）、舵机、支撑主板二（5）、支撑主板三（7）、支撑主板四（9）、支撑主板五（11）、力矩电机、广角摄像头（14）、机械手臂（15）、剪断装置以及控制单元，其特征在于，所述支撑主板二（5）、支撑主板三（7）和支撑主板四（9）均为十字形且前后两端为车轮端左右两端为连接端，所述支撑主板一（2）和支撑主板五（11）均为T字形侧端为连接端前后两万为车轮端，所述支撑主板三（7）的两侧分别有支撑主板一（2）和支撑主板二（5）以及支撑主板四（9）和支撑主板五（11），所述支撑主板二（5）的两个安装端通过转动副与支撑主板一（2）的安装端及支撑主板三（7）一侧的安装端相连，所述支撑主板四（9）的两个安装端通过转动副与支撑主板五（11）的安装端及支撑主板三（7）另一侧的安装端相连，所述支撑主板一（2）和支撑主板二（5）相连的转动副的转轴安装有舵机一（4），所述支撑主板二（5）和支撑主板三（7）相连的转动副的转轴安装有舵机二（6），所述支撑主板三（7）与支撑主板四（9）相连的转动副的转轴安装有舵机三（8），所述支撑主板四（9）与支撑主板五（11）相连的转动副的转轴安装有舵机四（10），所述车轮（3）通过转轴安装在对应支撑板的车轮端，各支撑板后端的车轮端一侧安装有减速电机（1），所述减速电机（1）的输出轴与对应车轮（3）的转轴相连，所述支撑主板三（7）中部有力矩电机一（12），所述广角摄像头（14）的底座安装在支撑主板三（7）一侧的主体上，所述力矩电机一（12）的的转轴安装有力矩电机二（13），所述机械手臂（15）一端与力矩电机...

【专利技术属性】
技术研发人员：李荣粲，张曼，胡涛，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32